風洞音響イメージングおよび騒音源位置特定システム
風洞音響イメージングおよび騒音源位置特定システムは、風洞騒音試験向けに設計されたハードウェアとソフトウェアを統合したソリューションです. 本システムは、マルチチャネル音響データ収録ハードウェア、低速風洞用マイクロホンアレイ、同期収録・記録モジュール、音響イメージング解析ソフトウェア、自動レポート生成機能を組み合わせることで、音場取得と同期データ記録からスペクトル解析、騒音源位置特定、試験レポート作成に至るまで、一連のワークフローを提供します.
本システムは、自動車の風切り音、UAV ローター騒音、風力発電用ブレード騒音、換気設備試験などの低速風洞アプリケーションを対象としています. ユーザーは支配的な騒音源を迅速に特定し、重要な周波数帯域および構造起因の騒音寄与を把握するとともに、設計変更前後の音響性能を比較できます. 得られた可視化データは、騒音低減設計、構造最適化、および実験的検証を強力に支援します.
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製品ハイライト
高精度マルチチャネル同期データ収録
大規模アレイによる音響イメージングにおけるチャネルおよび位相の一貫性に関する厳しい要件を満たすため、SonoDAQ は統一された時刻基準として PTP(Precision Time Protocol)を採用し、高精度なマルチチャネル同期収録とシームレスな複数デバイス拡張を実現します. すべての収録チャネルは同一の時間軸上に高精度で整列されており、計測システム全体にわたって信頼性の高いデータ同期を保証します. 複数デバイス間で 100 ns を下回る同期精度により、SonoDAQ は音源位置特定、位相解析、音響ビームフォーミングに対して安定かつ信頼性の高い基盤を提供します.
同期精度:< 100 ns
信頼性と一貫性のあるデータ収録
騒音源位置特定のための直感的な音響イメージング
揚力・抗力・圧力分布といった性能指標に主眼を置く従来の風洞空力試験とは異なり、本ソリューションでは音響イメージングを統合することで、より包括的な評価を可能にします. 音響ヒートマップをライブカメラ映像に重ね合わせることで、騒音源の空間分布を直感的に可視化し、支配的な音響放射領域を明確に強調表示します.
これにより、エンジニアは騒音の大きさだけでなく、その発生場所も迅速に特定できます. このような可視化された位置特定により、異常箇所の特定効率が大幅に向上し、騒音低減、構造最適化、および設計比較評価に対する、より直接的な根拠を提供します.
騒音源位置の可視化
不規則アレイ設計
本システムは不規則なマイクロホンアレイ構成を採用しており、特定方向において規則アレイジオメトリで一般的に問題となる空間エイリアシングのリスクを低減します. この設計によりサイドローブやグレーティングローブが効果的に抑制され、音源位置特定精度への影響を最小限に抑えます.
従来の規則アレイと比較して、不規則アレイは音響マップにおけるメインローブの分解能を向上させ、支配的な騒音源をより判別・特定しやすくします.
複雑な低速風洞の音響環境においても、この最適化されたアレイ設計により音源位置特定の安定性と信頼性が高まり、その後の騒音解析および設計最適化のための、より信頼できる根拠を提供します.
音響マップにおけるメインローブ分解能の向上
同期マルチフィジックスデータ収録
データ収録システムはモジュラーアーキテクチャを採用しており、音響、振動、風速、回転速度、姿勢角、温度、湿度、気圧センサなど、幅広いセンサの柔軟な統合をサポートします. これにより、音響信号と風洞の運転パラメータを同期して取得し、一元的に記録することが可能になります.
各音響計測は対応する試験条件および運転パラメータと自動的に紐づけられ、試験プロセス全体を通じた明確なトレーサビリティを確保します. この同期データフレームワークにより、試験の再現性確保、複数条件間の比較、根本原因解析、および設計最適化検証が容易になります.
複数種センサの柔軟な統合
明確かつ網羅的な試験条件の識別
広帯域・高ダイナミックレンジデータ収録
本システムは 1 Hz から 100 kHz までの広い周波数帯域を提供し、低周波の構造振動から高周波の音響ディテールに至るまで、多様な信号を取得できます. 風切り音解析、トーナルノイズ(ホイッスル音)、異音(ガタ・きしみ)、構造応答計測、広帯域信号解析などの用途に最適です.
32 ビット ADC アーキテクチャと Quad-ADC Fusion テクノロジーにより、最大 170 dB の超高ダイナミックレンジを実現します. これにより、単一の計測で微小な低レベル信号から高音圧・大振幅信号までを高精度に捉えることができ、複数のゲイン設定を切り替える必要がありません.
1 Hz～100 kHz の広帯域カバレッジ
最大 170 dB のダイナミックレンジ
OpenTest 統合解析ソフトウェア
OpenTest は、リアルタイム波形、FFT スペクトル解析、1/3 オクターブ解析、音圧レベル(SPL)トレンド、音源位置特定、音響ヒートマップ、および運転条件データを、単一のソフトウェア環境に集約します. この統合プラットフォームにより、エンジニアはリアルタイムモニタリングやデータ解析から結果の解釈に至るまで、試験ワークフロー全体を効率的に完了できます.
さらに、本ソフトウェアはグラフのエクスポートや自動レポート生成にも対応しており、データ収録、音響解析、イメージング、ドキュメンテーションをシームレスにつなげた、エンジニアリング試験およびプロジェクト納入向けの一体型ワークフローを実現します.
エンドツーエンドで統合された試験ワークフロー
グラフエクスポート
レポートの自動生成
スケーラブルなプラットフォームアーキテクチャ
本システムはスケーラブルなプラットフォームアーキテクチャを備えており、プロジェクト要件と予算に応じてチャネル数を段階的に拡張できるため、フィージビリティスタディから本格的な音響試験プラットフォームへスムーズに移行できます.
フェーズ 1 - 小規模検証(24～48 チャネル)
風洞環境を検証し、マイクロホンアレイ構成を最適化するとともに、初期の音響イメージング性能を評価するための初期試験プラットフォームを構築します.
フェーズ 2 - プロジェクトレベル対応(64～128 チャネル)
システムを拡張して定常的な風洞試験プロジェクトに対応し、周波数スペクトル解析、音源位置特定マップ、運転条件の比較、および包括的な試験レポートを提供します.
フェーズ 3 - 大規模音響プラットフォーム(256 チャネル以上)
256 チャネルを超える構成により機関レベルの空力音響試験プラットフォームを構築し、高分解能の音響イメージングを可能にするとともに、標準化された試験ワークフロー、レポートテンプレート、および長期的な音響データベースを整備します.
24～48 チャネルによる小規模検証
256 チャネル超の大規模アレイプラットフォームへスケーラブル
代表的な 120 チャネル音響イメージング構成
代表的な 120 チャネル音響イメージングシステムは、計測用マイクロホン、音響キャリブレータ、専用マイクロホンアレイフレーム、SonoDAQ Pro データ収録システム、IED 入力モジュール、および OpenTest 解析ソフトウェアで構成されます. これらのコンポーネントを組み合わせることで、システムキャリブレーション、音響データ収録、同期記録、音源位置特定、自動レポート生成までを網羅する完全なソリューションを提供します.
この構成は低速風洞の空力音響試験に最適化されており、車両および各種コンポーネントの騒音源を高精度に位置特定するとともに、複数の運転条件下での比較解析を可能にします.
低速風洞での空力音響試験
車両およびコンポーネントの騒音源位置特定
複数条件における比較解析
技術仕様書
主な機能
- 120 チャネル代表的大規模アレイ構成
- <100 ns のデバイス間同期精度
- 1000 チャネル超に対応可能なスケーラブルプラットフォーム
- エンジニアリング納入向けの可視化レポート
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